Приложение у (обязательное) Методика определения очагов опасного замыкания активной стали сердечника статора гидрогенератора
У.1 Введение.
Методика и соответствующая аппаратура предназначены для выявления очагов замыкания листов активной стали шихтованных сердечников статоров вращающихся электрических машин во время ремонта. Для выполнения работы требуется вывод ротора или снятие нескольких полюсов и провороты ротора краном. Применяемую аппаратуру следует рассматривать как индикаторное устройство, она не является измерительной и не требует стандартизации. Методика, использующая данную аппаратуру, является дополнительной к нормированным испытаниям активной стали на потери и нагрев методом кольцевого намагничивания («Объемы и нормы испытаний электрооборудования»). Аппаратура состоит из генератора тока напряжения 30 В, частоты 1,5 кГц, схемы индикации (генератор тока и схема индикации размещены в одном корпусе, далее по тексту – прибор) и датчика-индуктора. Методика разработана на основе теоретических положений австрийской фирмы “ELIN”.
У.2 Принцип работы аппаратуры.
Датчик-индуктор подключается к прибору и устанавливается на активную сталь электрической машины в расточке статора так, как это показано на рисунках 1и 2.
Рис.1 Блок-схема присоединений к прибору датчика-индуктора и микроамперметра-индикатора.
Рис. 2. Способ установки датчика на зубцы сердечника статора в месте дефекта.
Ток в катушке датчика-индуктора возбуждает в стали статора сканирующий магнитный поток Фск. В отсутствие замыкания листов схема индикации уравновешена и на микроамперметре индикаторной головки, укрепленной на датчике, показания близки к нулю. При наличии замыкания листов в месте установки датчика-индуктора и образования замкнутого контура, индуктивное сопротивление датчика индуктора уменьшается и происходит нарушение равновесия схемы индикации. Отклонение Δ стрелки индикаторной головки пропорционально мощности Р тепловыделения в месте замыкания в рабочем режиме электрической машины:
Δ ≡ Р = U2 /R ; (1)
U - напряжение, приходящееся на количество замкнутых листов активной стали в номинальном режиме электрической машины; R – активное сопротивление контура замыкания.
Величина напряжения U определяется путем деления фазного напряжения машины на число N стержней (полусекций катушек) в ветви, на число n пакетов сердечника статора и умножения на отношение l/d длины замыкания в аксиальном направлении к толщине пакета:
U = (Uф / N)/n ∙ (l/d); (2)
Опасным следует считать тепловыделение более 75 Вт, при котором перегрев в месте замыкания составляет 20 - 30ºС.
В соответствии с выражением (1) производится градуировка схемы перед началом сканирования. Сканирующий магнитный поток датчика-индуктора охватывает в аксиальном направлении один пакет активной стали, поэтому напряжение U в выражении (1) равно напряжению, приходящемуся на один пакет. В качестве примера: для мощных электрических машин U = 5В на пакет, при Р = 75 Вт получаем R = 0,33 Ом. Из имеющегося набора градуировочных резисторов составляется соответствующее сопротивление и моделируется замыкание вокруг одной из ножек датчика. Показания индикатора при этом будут соответствовать опасному замыканию листов и на них следует ориентироваться при сканировании.
У.3 Организация работы и техника безопасности.
Сканирование выполняется на электрических машинах, выведенных в ремонт с отключением от сети. Обмотка статора должна быть заземлена. Трансформаторы тока и напряжения релейной защиты должны быть отключены для предотвращения обратной трансформации.
Работа может выполняться по распоряжению, оформленному в установленном порядек. Перед подключением прибора к сети 220 В корпус прибора необходимо заземлить.
Датчик-индуктор устанавливается рукой или с помощью штанги (при малом диаметре расточки статора) на зубцы пакета активной стали для градуировки, затем включается тумблер питания прибора. Устанавливается «0» индикатора и производится градуировка с использованием подходящего для конкретной электрической машины градуировочного сопротивления. При сканировании датчик-индуктор с небольшой скоростью плавно перемещается вдоль пазов статора. Укрепленные на датчике-индукторе магниты не позволяют ему отклониться от заданного направления, что существенно облегчает работу оператора.
Если при использовании данной методики в статоре не выявлены опасные очаги замыкания листов активной стали, то по согласованию с главным инженером электростанции проводить нормированные испытания на потери и нагрев не целесообразно. В противном случае такие испытания необходимы для подтверждения результатов и обоснования необходимости ремонта активной стали.